機械能守恒定律應(yīng)用中的幾種模型.doc

機械能守恒定律應(yīng)用中的幾種模型機械能守恒定律屬于教學(xué)中的重點知識，在實際問題中我們?nèi)绻苷_建立幾種典型的機械能守恒的模型，將有利于對此類問題的分析和解決(1)輕連繩模型【典例1】 如圖所示，細(xì)繩跨過定滑輪懸掛兩物體M和m，且Mm，不計摩擦，系統(tǒng)由靜止開始運動過程中()AM、m各自的機械能分別守恒BM減少的機械能等于m增加的機械能CM減少的重力勢能等于m增加的重力勢能DM和m組成的系統(tǒng)機械能守恒解析M下落過程中，繩的拉力對M做負(fù)功，M的機械能減少；m上升過程，繩的拉力對m做正功，m的機械能增加，A錯誤；對M、m組成的系統(tǒng)，機械能守恒，易得B、D正確；M減少的重力勢能并沒有全部用于m重力勢能的增加，還有一部分轉(zhuǎn)變成M、m的動能，所以C錯誤答案BD點評：此類問題要認(rèn)清物體的運動過程，注意物體運動到最高點或最低點時速度相同。 (2)輕連桿模型【典例2】 質(zhì)量分別為m和M(其中M2m)的兩個小球P和Q，中間用輕質(zhì)桿固定連接，在桿的中點O處有一個固定轉(zhuǎn)軸，如圖所示現(xiàn)在把桿置于水平位置后自由釋放，在Q球順時針擺動到最低位置的過程中，下列有關(guān)能量的說法正確的是()AQ球的重力勢能減少、動能增加，Q球和地球組成的系統(tǒng)機械能守恒BP球的重力勢能、動能都增加，P球和地球組成的系統(tǒng)機械能不守恒C.P球、Q球和地球組成的系統(tǒng)機械能守恒DP球、Q球和地球組成的系統(tǒng)機械能不守恒解析Q球從水平位置下擺到最低點的過程中，受重力和桿的作用力，桿的作用力是Q球運動的阻力(重力是動力)，對Q球做負(fù)功；P球是在桿的作用下上升的，桿的作用力是動力(重力是阻力)，對P球做正功所以，由功能關(guān)系可以判斷，在Q球下擺過程中，P球重力勢能增加、動能增加、機械能增加，Q球重力勢能減少、機械能減少；由于P球和Q球整體只有重力做功，所以系統(tǒng)機械能守恒本題的正確答案是B、C.答案BC點評：此類問題應(yīng)注意在運動過程中各個物體之間的角速度、線速度的關(guān)系(3)輕彈簧模型【典例3】 如圖所示， 固定的傾斜光滑桿上套有一個質(zhì)量為m的圓環(huán)，圓環(huán)與豎直放置的輕質(zhì)彈簧一端相連，彈簧的另一端固定在地面上的A點，彈簧處于原長h.讓圓環(huán)沿桿滑下，滑到桿的底端時速度為零則在圓環(huán)下滑過程中().A.圓環(huán)機械能守恒B.彈簧的彈性勢能先增大后減小C.彈簧的彈性勢能變化了mghD.彈簧的彈性勢能最大時圓環(huán)動能最大解析圓環(huán)受到重力、支持力和彈簧的彈力作用，支持力不做功，故環(huán)的機械能與彈簧的彈性勢能總和保持不變，故全過程彈簧的彈性勢能變化量等于環(huán)的機械能變化量，C正確，圓環(huán)的機械能不守恒，A錯誤彈簧垂直桿時彈簧的壓縮量最大，此時圓環(huán)有向下的速度，故此時彈性勢能比末狀態(tài)的彈性勢能小，即：最終狀態(tài)彈簧被拉長，且彈性勢能達到最大，此時圓環(huán)的動能為零，所以彈性勢能是先增加后減小